[发明专利]反应堆及堆内构件振动监测系统

权利要求书

1.一种反应堆的堆内构件振动监测系统，包括信号调理设备、 振动信号分析与数据采集设备和显示器，其特征在于：

所述的信号调理设备，包括电源模块、多路分配模块和AV信号 调理模块，电源模块为信号调理设备各模块供电，多路分配模块将来 自D/A模块的1路自检信号分成4路输出，分别送到AV信号调理模 块各通道的输入端；来自电荷转换器的振动加速度信号输入到AV信 号调理模块各通道的输入端，首先对输入信号进行电气隔离，再送入 多路选择模块，系统默认状态为监测状态，当模块接收来自系统的自 检命令后，多路选择模块输入端与自检信号接通；AV信号调理模块 对输入信号进行程控放大和低通滤波后，送到振动信号分析与监测设 备的A/D模块；

所述的振动信号分析与数据采集设备，包括面向仪器系统的PCI 扩展总线机箱、机箱内的模块包括嵌入式控制器、3个A/D模块，其 中2个A/D同步采集模块对4路振动加速度信号和8路中子噪声信 号同步采样，其中1个A/D采集模块对8路中子电平信号进行采集； 嵌入式控制器内设有振动监测软件。

2.一种利用如权利要求1所述的反应堆的堆内构件振动监测系 统进行振动监测方法，包括以下步骤：

(1)系统初始化后，恢复上次监测的软硬件工作参数，自动启 动实时监测；

(2)实时监测对各通道进行同步采样、时程波形与信号幅度分 析和虚拟仪器显示；

(3)根据用户需要，选择进行自功率谱密度分析、互功率谱密 度分析或振动监测；

(4)自功率谱密度分析中，对各通道信号进行同步采集，完成 对振动加速度通道的自功率谱密度分析，对NB中子噪声和NH中子 噪声通道的归一化自功率谱密度分析，分析结果以谱图和数据表形式 显示，分析结果包括振动加速度通道、NB通道和NH通道的振动特 征频率和振动特征峰幅值，各通道自功率谱密度分析或归一化自功率 谱密度分析中，均做多次平滑处理，分析自动完成，或者进行手动复 核分析；

(5)互功率谱密度分析中，对各通道信号进行同步采集，完成 对振动加速度通道对、NB通道对、NH通道对、振动加速度通道与 NB通道间的通道对、振动加速度通道与NH通道间的通道对和NH 通道与NB通道间的通道对的互功率谱密度、相干和相位分析，分析 结果以谱图和数据表形式显示，分析结果包括各通道对间的振动特征 频率下的互功率谱密度值、相干值和相位差值，各通道自功率谱密度 分析或归一化自功率谱密度分析中，均做多次平滑处理，分析自动完 成，或者进行手动复核分析；

(6)振动监测中，对各通道信号进行同步采集，全自动完成振 动加速度通道的自功率谱密度分析，对NB中子噪声和NH中子噪声 通道的归一化自功率谱密度分析，分析结果以谱图和数据表形式显 示，分析结果包括反应堆压力容器各振动测量点的振动加速度值和振 幅、反应堆燃料组件一阶和二阶模态频率与振幅、吊篮梁模态和二阶 壳模态频率与振幅和压力容器摆动频率与振幅；采集的原始数据和监 测结果数据自动记录到数据库中，自动生成包含谱图、振动监测结果 数据表和监测状态信息的监测报告，监测报告打印或转存；

(7)在反应堆首次达到100％功率并稳定运行时，建立各通道 自功率谱密度基准谱、通道对间互功率谱密度基准谱、相干和相位基 准谱，建立反应堆压力容器各振动测量点的振动加速度值和振幅基准 值、反应堆燃料组件一阶和二阶模态频率与振幅基准值、吊篮梁模态 和二阶壳模态频率与振幅基准值、压力容器摆动频率与振幅基准值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的振动监测， 包括月监测、季监测和半年监测；其中月监测分析堆芯吊篮梁模态， 以分析反应堆压力容器压紧弹簧的松弛情况；其中季监测分析 0～25Hz范围内特征频峰；半年监测全面分析压力容器和堆内构件在 0～50Hz范围内的振动情况。